Dans le futur, comment allons-nous nous nourrir ?

Par Debbie Koenig

2 juin 2022 -- D'ici 2050, nous devrons produire jusqu'à 56 % de nourriture en plus qu'en 2010 pour nourrir la population mondiale croissante. Si les experts s'accordent à dire que nous pouvons y parvenir en utilisant les pratiques agricoles et de production actuelles, cela pourrait être catastrophique pour la planète. Alors comment allons-nous répondre à la demande ?

Imaginez un peu : Au lieu qu'une ferme occupe des milliers d'hectares de terrain, les cultures poussent en hauteur, dans des entrepôts à climat contrôlé. Les nouvelles technologies permettent aux agriculteurs de savoir précisément quand fertiliser et récolter les cultures, produisant ainsi des rendements plus élevés avec moins de pertes. Sur les étagères des magasins et dans votre maison, les innovations en matière d'emballage permettent de conserver les aliments plus frais, plus longtemps, et de réduire les déchets. Au cours des prochaines décennies, chacun de ces éléments pourrait contribuer à nourrir le monde de manière durable.

Adapter l'agriculture

Dans le passé, les grands acteurs de l'industrie agricole avaient un objectif principal : produire autant de nourriture que possible. Et ils sont devenus très, très bons dans ce domaine. Aux États-Unis, l'agriculture occupe environ un cinquième des terres. Mais les agriculteurs sont si prolifiques que le pays tout entier pourrait vivre de la production d'une superficie équivalente à celle de l'Indiana, de l'Illinois et de la moitié de l'Iowa réunis.

Mais ces méga-rendements ont un prix. Au niveau mondial, la production alimentaire représente 70 % de la consommation d'eau douce et 26 % des émissions de gaz à effet de serre, et elle occupe la moitié des terres habitables de la planète. Si nous voulons être en mesure de nourrir des milliards de personnes supplémentaires dans plusieurs décennies, la solution ne peut consister à continuer à cultiver de la même manière.

"Ces pratiques ne sont pas durables", déclare Raj Khosla, PhD, professeur d'agriculture de précision à l'université d'État du Colorado.

L'agriculture de précision est une pratique relativement nouvelle, qui utilise la technologie, l'intelligence artificielle et l'automatisation pour gérer différemment de petites parties d'un champ, jusqu'aux rangs individuels. L'ajout de quantités précises d'eau, de pesticides, d'herbicides et d'engrais (y compris l'azote, un élément nutritif essentiel pour les plantes qui a des effets négatifs considérables sur l'environnement) permet d'obtenir des rendements plus élevés en utilisant moins de chacun de ces éléments, ce qui se traduit par une réduction des quantités de ruissellement polluant les cours d'eau et des émissions de gaz à effet de serre provenant des équipements agricoles.

"Au niveau de la recherche et parmi les premiers utilisateurs de nouvelles pratiques et technologies, nous constatons une amélioration significative de l'efficacité de l'utilisation de l'eau et de l'azote. Mais il y a des millions d'agriculteurs dans le monde, et tous n'ont pas les ressources nécessaires pour réinvestir dans de nouvelles pratiques de production", explique M. Khosla.

L'agriculture de précision n'est pas le seul moyen par lequel les scientifiques et les producteurs de denrées alimentaires tentent de produire plus en utilisant moins. Ils s'efforcent notamment d'améliorer les systèmes d'irrigation pour utiliser moins d'eau, de réintroduire les cultures de couverture pour améliorer les sols et d'utiliser des méthodes novatrices pour mettre les graines dans le sol.

Dans de nombreux cas, ce sont les semences elles-mêmes qui changent. Dans le monde entier, les agriculteurs plantent des cultures génétiquement modifiées qui réduisent l'empreinte écologique de l'agriculture.

"Pour de nombreux biologistes des plantes, c'est ce qui nous a intéressés il y a longtemps : voir si nous pouvions utiliser moins de terres pour l'agriculture, afin d'en avoir plus pour les écosystèmes indigènes", explique Pamela Ronald, PhD, qui dirige le Ronald Laboratory for Crop Genetics Innovation and Scientific Literacy à l'université de Californie, à Davis. "Au début de ma carrière, nous n'avions aucune séquence génétique ; et maintenant, rien que pour le riz, nous avons des séquences pour trois mille variétés."

Il existe désormais une énorme base de données sur la diversité génétique utilisée pour créer des cultures plus résilientes.

Les exploitations agricoles doivent aussi changer

L'aspect des exploitations agricoles évolue également. Certaines des principales innovations ne nécessitent pas de vastes étendues de terre. Elles n'en ont même pas besoin du tout, puisqu'elles cultivent en intérieur, souvent dans des zones urbaines. Non seulement ces pratiques permettent d'économiser l'eau, le sol et d'autres ressources naturelles, puisque les aliments sont cultivés à proximité de l'endroit où ils sont vendus, mais elles réduisent également les émissions de gaz à effet de serre liées au transport.

Prenons l'exemple de l'agriculture verticale, qui consiste à faire pousser les cultures en hauteur, à l'intérieur de bâtiments climatisés de type entrepôt. Elle devrait devenir une industrie de près de 10 milliards de dollars d'ici 2026. L'agriculture verticale combine des technologies et des systèmes qui préservent les ressources, comme l'hydroponie (dans laquelle les plantes poussent dans de l'eau additionnée de nutriments liquides), l'aéroponie (dans laquelle les plantes poussent avec les racines en suspension, les nutriments étant appliqués par un fin brouillard) et l'aquaponie (dans laquelle les plantes hydroponiques poussent dans des eaux usées naturellement riches en nutriments provenant de poissons d'élevage).

Pour certaines cultures, les fermes verticales peuvent produire 10 à 20 fois plus par acre qu'un champ traditionnel. Et la culture en intérieur élimine les restrictions liées au climat. Par exemple, Driscoll's, un important producteur de baies, a récemment annoncé son intention de construire une ferme verticale pour la région du nord-est. Les habitants pourraient bientôt avoir des fraises locales, même au cœur de l'hiver.

L'avenir de la viande

Les cultures ne sont pas la seule menace agricole pour l'environnement. Le bétail est également un facteur important du changement climatique. Un pourcentage impressionnant de 80 % des terres agricoles mondiales est utilisé pour l'élevage d'animaux, mais ces créatures ne fournissent que 18 % des calories mondiales. Tous ces animaux ont également besoin de beaucoup d'eau : il faut près de 450 gallons pour produire un seul hamburger d'un quart de livre. Vous vous souvenez que la production alimentaire est responsable de 26 % des émissions de gaz à effet de serre dans le monde ? Sur ces 26 %, plus de la moitié provient de l'élevage des animaux. Parmi tous les animaux élevés pour l'alimentation, les bovins sont ceux qui causent le plus de dégâts.

Comme si cela ne suffisait pas, l'élevage de bovins est à l'origine de la majeure partie de la déforestation de la forêt amazonienne, la plus grande forêt tropicale de la planète. La canopée des arbres absorbe les émissions de carbone et contribue à freiner le réchauffement de la planète. Si la tendance actuelle se poursuit et qu'un nombre croissant d'arbres sont remplacés par des pâturages, l'écosystème de l'Amazonie pourrait s'effondrer d'ici dix ans.

Une solution évidente consiste à réduire notre consommation de produits animaux. Selon une nouvelle étude parue dans Nature Food, le simple fait de manger moins de viande pourrait réduire les incidences environnementales de 60 %, et le remplacement de 80 % des produits d'origine animale par des substituts d'origine végétale pourrait faire grimper ce chiffre à 75 %. Mais selon les projections de l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture, la consommation mondiale devrait continuer à augmenter au cours des prochaines décennies.

"La première partie est la demande d'un plus grand nombre de personnes à mesure que la population augmente. La seconde est que nous nous attendons à ce que les revenus des gens continuent à augmenter et à ce que les gens sortent de la pauvreté", explique Jack Bobo, JD, directeur de la politique mondiale de l'alimentation et de l'eau au Nature Conservancy. "La première chose que les gens choisissent de faire lorsque leurs revenus augmentent est d'acheter plus de protéines."

Pour répondre à la demande de manière durable, les agriculteurs devront trouver des moyens de produire plus de viande et de produits laitiers sans avoir besoin de plus de terres et en utilisant des méthodes moins nocives.

Dans une certaine mesure, c'est déjà le cas.

"La façon dont nous nourrissons les animaux a radicalement changé", explique M. Bobo. "Nous disposons d'une nutrition de précision pour les animaux depuis des décennies. Une vache aujourd'hui produit beaucoup plus de viande qu'une vache ne l'aurait fait en 1980."

"Les troupeaux de bovins ont donc diminué alors que la production de viande bovine est restée relativement stable. Cela a été bon pour l'environnement."

C'est peut-être pour cette raison que la superficie des terres consacrées à l'élevage des animaux dans le monde est en baisse.

Nouvelles méthodes d'élevage des animaux

Les scientifiques et les agriculteurs travaillent sur de nouveaux moyens de réduire l'impact environnemental de l'élevage des animaux destinés à l'alimentation. Il s'agit notamment d'adapter l'alimentation du bétail pour que les vaches rotent et rejettent moins de méthane, un gaz à effet de serre nocif ; d'utiliser des systèmes intégrés comprenant les cultures, l'aquaculture et l'élevage pour réduire les déchets et utiliser moins de ressources - par exemple, transformer les excréments du bétail en compost pour fertiliser les cultures ; les systèmes sylvopastoraux qui associent arbres et bétail sur les mêmes terres, les arbres neutralisant une bonne partie des gaz à effet de serre ; l'utilisation d'outils génomiques pour sélectionner le bétail en fonction de ses caractéristiques et produire des animaux plus résistants ; et l'utilisation de la technologie pour rendre toutes les parties du système de culture plus efficaces, comme la surveillance des pâturages pour savoir quand ils sont prêts pour le pâturage.

Et puis il y a les solutions agricoles adjacentes - de nouvelles façons de créer des protéines qui imitent la viande ou qui sont de la viande. Beaucoup d'entre elles sont d'origine végétale, comme les hamburgers que l'on trouve dans certaines chaînes de restauration rapide et dans les épiceries et qui pourraient passer pour des vrais, tandis que d'autres sont cultivées en laboratoire - c'est vrai, les scientifiques cherchent à faire pousser des protéines animales sans animaux. (Pour en savoir plus sur ces protéines alternatives).

Réduire les déchets

Voici un fait étonnant : si les pertes et gaspillages alimentaires étaient un pays, ils constitueraient la troisième source d'émissions de gaz à effet de serre au monde. À l'échelle mondiale, près d'un tiers de la nourriture produite n'est pas consommée. Plus de la moitié de ce gaspillage se produit au niveau individuel, dans nos foyers. Entre-temps, en 2020, pas moins de 811 millions de personnes n'avaient pas assez à manger.

Aux États-Unis, les chercheurs estiment qu'en réduisant de moitié le gaspillage alimentaire, l'impact environnemental de la production alimentaire pourrait être considérablement réduit : Nous économiserions 3,2 trillions de gallons d'eau, soit l'équivalent de la consommation annuelle de 28 millions de foyers américains. Nous réduirions la consommation d'énergie suffisamment pour alimenter 21,4 millions de foyers américains pendant un an. Et nous réduirions les émissions de gaz à effet de serre d'une quantité égale aux émissions de 23 centrales électriques au charbon.

Une approche qui semble fonctionner au niveau gouvernemental est appelée "Target-Measure-Act". Elle préconise de fixer un objectif de réduction, de mesurer les pertes et gaspillages alimentaires pour identifier les points chauds, et d'agir pour y remédier. Le Royaume-Uni a été le pionnier de cette pratique et a enregistré une réduction de 27 % des déchets entre 2007 et 2018.

La technologie joue également un rôle dans ce domaine, de la ferme à votre domicile. Voici une poignée d'innovations récentes :

• Un humidimètre appelé GrainMate aide les agriculteurs africains à s'assurer que leurs céréales sont parfaitement sèches avant d'être stockées, ce qui réduit les risques de détérioration.

• L'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture a introduit des caisses d'emballage en vrac durables pour le transport des produits frais. Dans les pays d'Asie du Sud et du Sud-Est, elle a réduit les pertes jusqu'à 87 %.

• Apeel a créé un revêtement pour les fruits et légumes qui leur permet de rester frais deux fois plus longtemps.

• Wasteless utilise l'intelligence artificielle pour aider les détaillants à vendre des produits périssables avant qu'ils ne puissent se gâter.

• Les emballages Coexshield utilisent des substances antimicrobiennes et antivirales sûres pour les aliments afin de conserver la fraîcheur d'objets tels que le bœuf haché 7 à 12 jours de plus.

• Bluapple se trouve dans votre bac à légumes et absorbe le gaz éthylène dégagé par les fruits et légumes - le gaz qui fait que les produits se gâtent plus rapidement. Cela vous permet de gagner du temps pour tout manger.

Penser grand

Bien sûr, chaque nouvelle innovation a le potentiel d'introduire un défi différent en matière de durabilité - pensez au fait que jusqu'à récemment, tout ce qui aidait les agriculteurs à cultiver davantage était considéré comme bénéfique. Il a fallu des décennies pour que le monde se réveille aux dommages que certaines de ces pratiques causaient.

"Comment nous assurer que nous réfléchissons systématiquement aux conséquences involontaires de nos actions ? C'est un système tellement compliqué et interconnecté. Les petits changements ont des effets d'entraînement", explique Sarah Sha, chercheuse et stratège chez KitchenTown, un incubateur de l'industrie alimentaire de la Silicon Valley. "Tous ceux qui travaillent dans le domaine de l'alimentation doivent être plus à l'aise pour comprendre leur lien avec la situation dans son ensemble, puis agir en gardant à l'esprit cette vision à plus long terme."